詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（1831年6月13日—1879年11月5日）是苏格兰物理学家和数学家。他的研究建立了统一的电磁学数学理论，并揭示了光的电磁本质。他还对统计力学作出了奠基性贡献，研究了颜色感知，并分析了土星环的稳定性。他将数学、物理建模与实验测量相结合的研究方式，推动了19世纪物理学的变革。(mathshistory.st-andrews.ac.uk)
教育与学术生涯
麦克斯韦出生于爱丁堡，主要在家族位于邓弗里斯附近的格伦莱尔庄园长大。他曾就读于爱丁堡公学，1847年至1850年在爱丁堡大学学习。他早期的科学兴趣包括几何学：1846年，他十四岁时，一篇介绍椭圆形曲线绘制方法的论文被提交给爱丁堡皇家学会。(clerkmaxwellfoundation.org)
1850年，他进入剑桥大学，起初就读于彼得学院，随后转入三一学院。1854年，他以数学荣誉学位考试第二名的成绩毕业，并与另一位获奖者共同获得史密斯奖。1856年，他成为阿伯丁马里沙尔学院的自然哲学教授。1858年，他与凯瑟琳·玛丽·杜瓦结婚。1860年至1865年，他在伦敦国王学院担任同一学科的教授，其电磁学研究的大部分进展都发生在这一时期。1861年，他当选为英国皇家学会会员。(clerkmaxwellfoundation.org)
离开伦敦后，麦克斯韦主要在格伦莱尔从事研究，直到1871年获任剑桥大学首位卡文迪许实验物理学教授。他主持筹建了卡文迪许实验室；该实验室于1874年启用，他负责领导其早期的研究与教学工作。(mathshistory.st-andrews.ac.uk)
电磁场理论
麦克斯韦发展了迈克尔·法拉第的物理思想，尤其是通过分布于空间中的场来描述电与磁作用的观点。他的研究将电场与磁场纳入同一个数学框架，而不再把电学、磁学和光学视为彼此独立的学科。重要的研究成果包括1861年至1862年的《论物理力线》，以及1865年发表的《电磁场的动力学理论》。(kcl.ac.uk)
其中一项核心创新是位移电流：变化的电位移与普通的传导电流一样，也能产生磁场。这一补充使电磁波的传播在理论上成为可能。麦克斯韦算出的传播速度接近实测的光速，由此得出光是一种电磁扰动的结论。他的成就并非发现光具有波动性，而是揭示了光的电磁本质。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)
今天被称为麦克斯韦方程组的一组关系式，描述了电荷与电流如何产生场，以及变化的场如何相互作用。麦克斯韦最初提出的是一个包含更多分量方程的方程组；如今常见的简洁矢量形式则是后来发展出来的，其中奥利弗·亥维赛作出了重要贡献。麦克斯韦的两卷本《电磁通论》于1873年出版，成为这一领域的重要参考著作。(iop.org)
这一理论预言，可见光之外还存在其他电磁辐射。海因里希·赫兹后来通过实验证实了电磁波的存在。麦克斯韦的场论也为阿尔伯特·爱因斯坦的狭义相对论提供了重要出发点；该理论探讨了电磁定律与处于相对运动中的观察者所作测量之间的关系。(iop.org)
气体、概率与热力学
1860年，麦克斯韦提出了对气体分子速度的统计描述。他没有假定每个分子都以相同速率运动，而是用概率来描述以不同速率运动的分子所占的比例。由此得到的麦克斯韦–玻尔兹曼分布，后来经路德维希·玻尔兹曼进一步发展，将分子运动与温度及分子质量联系起来。这项研究有助于为气体的宏观行为建立微观基础。(clerkmaxwellfoundation.org)
麦克斯韦还研究了气体的黏度。他的分子运动论预言，在其适用范围内，气体黏度与气体压强无关；他随后进行的实验支持了这一看似违反直觉的结果。这项研究体现了他通过统计推理推导可测量物理性质的方法。(clerkmaxwellfoundation.org)
1867年，他提出了后来被称为麦克斯韦妖的思想实验。在这一设想中，一个虚构的存在有选择地让快分子和慢分子通过气体隔室之间的小孔，似乎无需通常所需的做功就能造成温差。这个例子揭示了热力学第二定律的统计基础所涉及的问题。后来的研究将这一问题与信息的物理处理及熵联系起来，而不是证明热力学定律在实际中可以被违反。(journals.aps.org)
颜色、行星环与机械调节
麦克斯韦在光学领域的研究包括使用旋转彩色圆盘和光学仪器进行颜色匹配的定量实验。他研究了如何通过混合三种选定的颜色，重现人眼感知到的颜色。1861年，他展示了一幅通过摄影制成的格子呢缎带彩色图像，方法是分别拍摄经过不同滤光片的影像，再通过投影将其叠加。这是三色摄影的一次重要早期演示。他的颜色研究使他于1860年获得英国皇家学会的拉姆福德奖章。(clerkmaxwellfoundation.org)
他对土星环的研究于1857年获得剑桥大学的亚当斯奖。通过分析土星环的动力学稳定性，他得出结论：土星环不可能以单一固体结构或连续流体环的形式长期存在，而必定由大量彼此分离的粒子组成。(mathshistory.st-andrews.ac.uk)
在1868年的《论调速器》中，麦克斯韦分析了调节机器转速的机构。他利用微分方程研究校正作用在什么条件下会带来稳定调节或引发振荡，为反馈与控制理论的数学研究作出了贡献。(webhomes.maths.ed.ac.uk)
晚年与著作
在剑桥期间，麦克斯韦整理了亨利·卡文迪许此前未发表的电学研究，重复相关实验，并为出版整理手稿。《亨利·卡文迪许阁下的电学研究》于1879年问世。同年11月5日，麦克斯韦在剑桥去世，享年四十八岁。他的科学论文后来被汇编为两卷，于1890年出版。(mathshistory.st-andrews.ac.uk)